＜編集日：R3

2020.5.17>

Integration Unit / インテグレーションユニット
製作マニュアル
＜注意＞
本キットをつかって生じた感電、火災等の一切のトラブルについては、当方は責任を負いませんのでご了承ください。また、基板、回路図、マニュアル等の著作権は放棄していませんので、その一部あるいは全体を無断で第３者に対して使用することはできません。
ソフトウエアの仕様・機能は本マニュアルへの記載の有無にかかわらず、変更する場合があります。

１．はじめに
このマニュアルはインテグレーションユニットの制御用マイコン（PIC)に関する操作ならびに製作資料になります。
いままでのリリースした基板類には多彩な機能を実現するために液晶表示ユニット（LCD)ならびに操作スイッチ(SW)を設けるものがありました。基板を単体で用いる場合は問題がありませんが、そうした基板を複数枚使用した場合、基板毎に LCD ならびに SW を取り付ける必要があり、装置としてはかなり冗長になってしまいます。それを解決するために製作したのがこのインテグレーションユニットになります。従来 LCD と SWを必要とした複数の基板（UNIT)とインテグレーションユニットとで通信し、LCD と SW 操作を移し変えるよ
うにします。通信はシリアル転送で１本の配線で簡単に接続でき、最大８枚の基板(UNIT)と接続することができます。
このインテグレーションユニットは基本は制御用の PIC（CPU）のみで外付け部品はほぼ LCD と SW だけとなるため、適当なユニバーサル基板でも組むことも容易ですが、別途実装しやすい基板（DUAL I2C CONT.)もありますので、それを用いることで、より簡単に製作することができます。

図 外観（DUAL I2C CONT.基板を用いた例）

２．機能＆仕様機能
電源電圧
特徴

表 主な仕様複数基板(UNIT)との通信による液晶表示、スイッチ情報の転送機能
制御コントローラ（PIC)は 3.3V で動作（消費電流はおよそ 30mA 程度）。
※ＬＣＤには 5V が必要（SC2004 の場合）・接続可能基板は最大８枚・操作スイッチは最大８個まで拡張可能（常用は４個）
・赤外線リモコン対応(*)(*)IntegrationUnit の機能であり、基板(UNIT)の機能をｼﾐｭﾚｰｼｮﾝするものはない。

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1３．ピン機能
Integration Unit の中心となる制御用 CPU のピン機能は次のようになります。

図

制御ＣＰＵのピン機能

表 Integration Unit のピン機能
Pin123456789101112131415161718192021

PIC-I/OMCLR
A0
A1A2A3A4A5VSS
A7A6C0C1C2C3C4C5C6C7VSS
VDD
B022232425262728

B1B2B3B4B5
B6
B7

使用機能
RSV（未使用）
入力スイッチ/IRR 入力
入力スイッチLCD D7(Pin14)
LCD D6(Pin13)
LCD D5(Pin12)
LCD D4(Pin11)
GND
２桁 LED 用のシリアル通信
バックライト制御信号基板(UNIT)通信用基板(UNIT)通信用
LCD E(Pin6)
LCD RS(Pin4)基板(UNIT)通信用
基板(UNIT)通信用
基板(UNIT)通信用
基板(UNIT)通信用

入力 SW

接続基板

SW7
SW8

備考
プルアップ無し／IRR 入力
プルアップ無し

UNIT5
UNIT6

UNIT1
UNIT2
UNIT3
UNIT4

入力スイッチ(SW)SW6

入力スイッチ(SW)入力スイッチ(SW)入力スイッチ(SW)入力スイッチ(SW)入力スイッチ(SW)
基板(UNIT)通信用
基板(UNIT)通信用

SW5
SW4
SW3
SW2
SW1

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内部プルアップ有
基板切り替え入力としても使用可
内部プルアップ有内部プルアップ有内部プルアップ有内部プルアップ有内部プルアップ有
UNIT7
UNIT8

基板切り替え入力としても使用可

2

４．接続方法(1)基本的な接続方法（PIC 単体で用いる場合）
標準的な接続方法を下記にします。動作させるためには最低限 LCD（20×4 文字の SC2004 あるいは相当品)
ならびに４つの SW(タクトスイッチなど）が必要です。SW の接続ポートは内部でプルアップされています。
基板（ユニット）の切替は SW1 と SW2 を同時に押すことで行います（ﾃﾞﾌｫﾙﾄ設定）。

図 基本的な接続例 1（注意）LCD の電源電圧に関して
LCD はいわゆる 20×4 文字のｷｬﾗｸﾀﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｰが使用可能で、通販サイト等で容易に入手可能です。動作電圧
は多くが 5V でそのままインテグレーションユニットに接続できますが、中にはロジックレベルの High を0.7VDD 以上を要求するものがあります。その場合は 3.3V で動作する PIC のＨレベルの電圧が足りず、ＬＣＤが正常に動作しない場合があります。対処方法としては LCD の動作電圧を下げることが一案です。具体的にはシリコン整流ダイオードを１本直列して LCD の VDD に接続することで、概ね LCD の電源電圧を 4.5V 程度に低下させることができますので、0.7VDD の条件を満たすことが可能になります。

GND
5VＵＮＩＴ3ＵＮＩＴ4ＵＮＩＴ１
ＵＮＩＴ2(2) 基本的な接続方法（DUAL I2C CONT.基板を流用する場合）
DUA I2C CONT.基板を用いた場合は下図のようになります。実装方法等については、DUAL I2C CONT.の製作マニュアルも参照ください。

ＵＮＩＴ１

SW1 SW2

SW3 SW4

図 DUAL I2C CONT.基板を流用した場合の接続
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3

CN2
CN3P1P2SCL
SDA
SCL
SDA
5V
GND

表 基板端子の機能
UNIT1 接続
ﾀﾞﾝﾋﾟﾝｸﾞ抵抗、ﾌﾟﾙｱｯﾌﾟ抵
抗は基板内に実装
UNIT2 接続
UNIT3 接続
UNIT4 接続
5V 入力
電源入力
GND

表 部品表例（DUAL I2C CONT.基板を流用した場合）規格仕様個数備考
チップ抵抗51Ω
42012,1608 サイズ
チップ抵抗1kΩ42012,1608 サイズ
可変抵抗
１回転サーメット10-20kΩ(B)1LCD コントラスト
コンデンサ
ﾁｯﾌﾟｾﾗﾐｯｸ
0.1uF
62012,1608 サイズ
耐圧 16V 以上
耐圧 10V 以上
VR2,3 裏面の Cp は実装しないこと。
Cc
ﾁｯﾌﾟｾﾗﾐｯｸ
10uF
1
電解ｺﾝﾃﾞﾝｻも可
耐圧 16V 以上
ﾀﾞｲｵｰﾄﾞD1
一般整流用IN4007 など
1汎用品（Vf=0.6V）
ｼﾞｬﾝﾊﾟ接続でも動作可な場合が多い。
D2
ｼﾞｬﾝﾊﾟ接続IC
IC1
INTEGRATION UNIT
PIC18F など
1"Integration Unit v1"
IC2
電圧ﾚｷﾞｭﾚｰﾀ 3.3V
48M033 など
17800 と同じピン配置
IC3
水晶XT1SW
SW1-4
タクトスイッチ
4SW5,6LCD
LCD1SC2004（ある1いは相当品）
基板
DUAL I2C CONT.
1※ハッチング部が基板としてのキットに付属。
品名
抵抗番号
Ra
Rb
Rc
VR1
VR2,3C1,2Cp（注意）SC2004（あるいはその相当品）を接続する場合のジャンパ設定は下記としてください。詳細は DUAL
I2C CONT.の製作マニュアルも参照ください。
DUAL I2C CONT.基板で 2004 タイプの LCD を用いる場合のジャンパー設定。
JP1：「2-VDD」側を接続。
JP2: 開放とする場合は D1 を実装し、D2 をジャンパーに設定。接続でも動作する場合多い。
JP3：「5」側を接続（ただし LCD が 5V 動作に限る）。

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4(3)拡張的な接続方法（PIC 単体で用いる場合）
下図は接続ユニット８個ならびに、操作スイッチ６個、さらに赤外線受光モジュールを接続した場合の接続図（回路図）になります。SW5,6 は基板（ユニット）の切替スイッチです。これを使う場合はパラメータの設定変更を行います。

図 拡張的に用いる場合の接続例

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5

GND
5VＵＮＩＴ3ＵＮＩＴ4

ＵＮＩＴ１
ＵＮＩＴ2(4) 拡張的な接続方法（DUAL I2C CONT.基板を流用する場合）

ＵＮＩＴ１

B6 B7C0

SW3 SW4

SW5 SW6
GND
SIGNALVCC

SW1 SW2C1赤外線受光モジュール

図拡張的な接続方法例

UNIT5～8 を接続する PIC の出力ポートの C0,C1,B6,B7 は基板上のランドから取り出します。なおプルアップ抵抗は外部に接続する必要があります。また赤外線受光モジュールを接続する場合は、VCC と GND 間にパスコン(0.1uF 程度）を実装したほうがいいでしょう。
(5)さらなる拡張接続(i)２桁 LED の接続(A7)２桁 LED 基板は A7 に接続するこができます。これにより、接続中の UNIT-NO を表示することができます。
(ii)バックライト制御信号(A6)
バックライトの点灯を制御に A6 を用いることができます。A6 が HIGH ﾚﾍﾞﾙでバックライト点灯になります。バックライト点灯制御を用いる場合は下記の回路を参考にしてください。バックライト制御を用いない場合は、バックライトの K（カソード）側は GND に接続しておけばいいでしょう。

図 バックライト制御回路例

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6

A6
A7

図 A6,A7 の取り出し場所

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7５．通信方法について
この章については内部的な情報であり、実際の使用にあたり認識する必要はありません。
１）通信プロトコル
通信プロトコルは下記の構成になっています。調歩同期のシリアル通信で 1START BIT(ST),8BIT DATA , 1STOPBIT(E)の構成になっています。通信速度は 12us/1Bit に設定しているのでおよそ 83kbps になります。

図通信プロトコル概要

データ送受の順番として、まず SLAVE 基板（UNIT）から INTEGRATION UNIT に連続して 2 文字のデータが送信されます。文字の送信順番は LCD の左上の文字から右下への順序で都合 40 回で一画面の送信がおこなれます(20×4=80 文字なので 40 回の送信）。そして文字コードで連続して 0x00,0x00(ﾘｾｯﾄｺｰﾄﾞ)が送られたときに表示位置をﾘｾｯﾄ(1 行目、１列目）します。INTEGRATION UNIT 側での受信の取りこぼしを考えて、SLAVE-UNITからは一画面分の文字の送信の前に必ずﾘｾｯﾄｺｰﾄﾞが送信されます。
INTEGRATION UNIT は２文字のデータを受け取った後に、連続してスイッチ(SW)情報を送信します。スイッチ情報は SW1 から順に SW8 までの 8 ビットが送信されます。SW は押された状態が"0"で、リリースされた状態が"1"になります。
このプロトコルでは調歩同期としていますが、最初の１文字目のデータを受け取ってからのデータはすべて連続する必要があります。データ間隔が一定時間以上（約 50us)はなれると通信エラーとして扱います。
また、最初の１文字目のスタートビットを受け取るときの待ち時間についてはソフトで 10ms～5s で設定が可能ですが、その時間を越えると Connection Failure となり、エラーが表示されます。
2)通信のハードウエア
通信は 1 本の信号線で行い 3.3V ロジックで動作します。基板(UNIT)と INTEGRATION UNIT との信号の衝突を避けるために信号線は数 kΩでプルアップされており、出力端子は FLOAT 状態にすることで HIGH ﾚﾍﾞﾙとし、出力ポート設定が"0"のときが LOW ﾚﾍﾞﾙとしています。プルアップ抵抗値については、HIGH ﾚﾍﾞﾙへの復帰時間を短くするためと耐ノイ性をあげるため数 kΩ(1～2kΩ程度）が必要です。また､通信が不安定になる場合は 51Ω程度のﾀﾞﾝﾋﾟﾝｸﾞ抵抗を追加すればいいでしょう。

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8６．操作方法
INTERGRATION UNIT での動作モードはシリアル通信モードとパラメータ設定モードの大きく２つに分かれています。
１）シリアル通信モード
通常の動作モードです。電源投入後はこのﾓｰﾄﾞとなり、UNIT との通信を行います。UNIT の切替方法はﾃﾞﾌ
ｫﾙﾄでは SW1 と SW2 を同時に押すことで接続 UNIT 番号を１つ繰り上げます。UNIT の切替方法はﾊﾟﾗﾒｰﾀ設定の中での UNIT CHANGE SELECT で設定することができます。UNIT を変更した場合は下記画面のように、接続している UNIT 番号と設定しているｷｰの並び、ﾚｽﾎﾟﾝｽ時間が一時的に表示されます。なお、UNIT からの応答がない場合は Connection failure となります。接続が成功した場合は、UNIT 側の表示内容に切り替わります。

シリアル通信モードでの初期表示(UNIT-1 を選択）
２）パラメータ設定モード
SW3 あるいは SW4 を押しながら電源投入を行うとパラメータ設定ﾓｰﾄﾞになります（SW3、SW4 を OFF にする
ように表示”TURN OFF SW3 & SW4"が出るまで押し続けてください)。
パラメータ設定は下表のようになります。項目(TERM)を SW1､SW2 で変更し、パラメータを SW3,SW4 で設定します。パラメータ設定モードからシリアル通信モードへの変更は、一旦電源を入れなおすか、あるいは項目
8 の SERIAL CONNECTION から実行ください。
表 パラメータ設定モード
項目
画面MENU1

内容
OUTPUT MODE SELECT
出力モード設定
接続可能な最大 UNIT 数を設定します。2,4,6,8UNIT から選択します。画面表示には使用する PIC の I/O ピン名が表示されます。
パラメータ#1 2ch output mode (default)#2 4ch output mode
#3 6ch output mode
#4 8ch output mode

OKIRAKU AUDIO 2020 All copyrights reserved9項目MENU
2

画面

内容
UNIT CHANGE SELECT(ユニットの変更方法の設定）
接続 UNIT の変更方法を設定します。
パラメータ#1 SW1&SW2 PUSH(LOW)#2 PIN_C1 ACTIVE LOW#3 SW5,SW6 PUSH(LOW)#4 PIN_B7 ACTIVE LOWSW1 と SW2 を同時に押すことで UNIT-No を変更(繰上げ）します。
C1 ピン(PIC の Pin12)を LOWﾚﾍﾞﾙにすることで UNIT-Noを変更(繰上げ）します。
SW5(繰下げ）,SW6(繰上げ）で変更します。
B7 ピン(PIC の Pin28)を LOWﾚﾍﾞﾙにすることで UNIT-Noを変更(繰上げ）します。

※UNIT-NO はｻｲｸﾘｯｸで変りますので、#3 の場合では SW5あるいは SW6 の実装はどちらか一方でかまいません。C1を変更 SW にする場合はプルアップ抵抗(47kΩ程度）を接続してください。B7 は内部でプルアップ済みですので、外部でのプルアップは必要ありません。

3[UNIT1]～
10[UNIT8]SWITCH SELECT OF UNIT
(各ユニットのスイッチの並びの設定）
スイッチ情報の並びを設定します。接続する基板のスイッチの並びにあわせて変更することで、操作を統一することができます。
この設定は接続の有無に関係なく、すべての UNIT である UNIT1～8 で設定します。
通常は#1 あるいは#2 を選択することになると思います。
パラメータ#1 SW1-SW2-SW3-SW4#2 SW2-SW1-SW4-SW3#3 SW3-SW4-SW1-SW2#4 SW4-SW3-SW2-SW1(Default)

SW5～8 の並びは変更できません（現在、それらを使用する基板はありません）。なお、SW7,8 を用いる場合はﾌﾟﾙｱｯﾌﾟ抵抗が必要です。

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10

項目
MENU
11[UNIT1]～
18[UNIT8]

画面

内容
WAIT TIME(各 UNIT からのﾚｽﾎﾟﾝｽ時間設定）
接続する基板(UNIT)からの応答時間を設定します。この時間を越えて UNIT から応答がない場合は「Connectionfailure」となります。この設定は接続の有無に関係なく、すべての UNIT である UNIT1～8 で設定します。
通常は UNIT の接続がある場合は長く(1s あるいは5s)、接続がない場合は短く(10ms)すればいいでしょう。
接続している UNIT で、この時間を短くするとなんらかの処理で応答がない場合に頻繁に「Connection failure」が表示されることになります。反対に接続していない基板で、設定時間が長い場合は、UNIT 切替のﾚｽﾎﾟﾝｽが低下します。
パラメータ#1 about 10ms (Default)#2 about 100ms#3 about 1s#4 about 5s

19

IRR LEANING
赤外線リモコンの学習
赤外線リモコンを用いる場合の学習を行います。このメ
ニュ画面から SW4(INC)を押すことで学習を開始します。
全部で 8 個のキーを学習します。確認を含めてそれぞれのリモコンのキーを２回づつ押していきます。ＬＣＤの画面指示に従ってください。
学習するキーは下記になります。
1:TERM- DEC SW1 (SW1 の学習）
2:TERM+ INC SW2 (SW2 の学習）
3:PARA- DEC SW3 (SW2 の学習）
4:PARA+ INC SW4 (SW4 の学習）
5:AUX+ INC SW5 (SW5 の学習）
6:AUX- DEC SW6 (SW6 の学習）
7:UNIT SELECT+ (UNIT 切替+)
8:UNIT SELECT- (UNIT 切替-)
現状ではｷｰ(SW5,SW6)は使用していないので、赤外線ﾘﾓｺ
ﾝの未使用のｷｰを割り当ててください。

20

IRR CONTROLLER
赤外線リモコンの使用可否設定
赤外線ﾘﾓｺﾝの使用可否を設定します。ﾃﾞﾌｫﾙﾄでは
INVALID(無効)ですが、赤外線の学習を行った場合はVALID に変更されます。
ﾊﾟﾗﾒｰﾀINVALIDVALID

OKIRAKU AUDIO 2020 All copyrights reserved(Default)

11

項目
TERM
21

画面22

内容
IR ON LENGTH (ms)
赤外線ﾘﾓｺﾝの ON 時間の設定
赤外線ﾘﾓｺﾝのｷｰが押された場合の ON 時間を設定します。
この時間が短いと UNIT 側でスイッチ操作の取りこぼしが生じる場合があります。その場合は設定値を長くしてください。
SW5&SW6 PUSH MODE
UNIT と通信中に SW5 と SW6 を同時に押すことで、制御CPU にﾘｾｯﾄをかけるかどうかを設定します。この機能を用いれば、通信中に INTEGRATION UNIT の電源起動状態をつくることができますので、同時に SW3 あるいは SW4を押しておくことでパラメータ設定モードに入ることができます。

23

POWER SAVE MENUUNIT との通信中に一定時間キー操作がない場合の省電力モードを設定します。
MODE#0

省電力モードは動作しません。バックライトは常に ON です。
MODE#1 10 秒後にバックライトを消灯します。
MODE#2 10 秒後にバックライトを消灯します。さらに１分後に CPU をスタンバイモードにします。
MODE#3 １分後にバックライトを消灯します。
MODE#4 １分後にバックライトを消灯します。
さらに 2 分後に CPU をスタンバイモードにします。

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12

項目
TERM
24

画面

内容
SERIAL CONNECTION基板（UNIT）との接続開始
SW4 を押すことで UNIT との通信を開始します。電源の再投入無しで通信モードに遷移することができます。

25

INITIALIZE PARAMETER
初期化
SW4 を押すことで設定内容を初期化します（CPU を一旦ﾘｾｯﾄします）。
VERSION DISPLAY

26

現在の制御 CPU のバージョンを表示します。

UNIT

27

CHANGEDISPLAYTIME

UNIT 変更時の表示時間を調整します。

７．基板(UNIT)との具体的な接続基板(UNIT)との接続については、それぞれの UNIT 毎に接続する位置ならびに制約事項等が異なります。
詳細については、別マニュアルに掲載します。

８．編集履歴
Revision
R1
R2
R3

DATE
2020.5.4
2020.5.13
2020.5.17

CONTENT
初版
機能追加
機能追加

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